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Aquae

La espiral del agua producida por un altavoz

Para realizar este experimento necesitamos: Un altavoz, un tubo flexible y una botella de agua.

Metemos el tubo en un embudo y lo sellamos con cinta aislante para evitar fugas. Después pegamos el tubo al altavoz para que recoja las vibraciones. Conectamos una fuente externa para que suene una frecuencia de 24 Hz y conseguimos… ¡la espiral del agua!

¿Pero, por qué?

Al reproducir un sonido con una forma de onda constante (en este caso con una frecuencia de 24Hz), la vibración resultante es continua. Gracias a ello se crea un efecto zigzag en el tubo que provoca que al caer el agua por él, se formen estas curiosas espirales.

¿Qué es el hercio?

El hercio se define como un ciclo por segundo. El Comité Internacional de Pesas y Medidas definió el segundo como “la duración de 9 192 631 770 períodos de radiación correspondientes a la transición entre los dos niveles hiperfinos del estado fundamental del átomo de cesio-133” y luego agrega: “Se deduce que la división hiperfina en el estado fundamental del átomo de cesio 133 es exactamente 9 192 631 770 hercios, ν (hfs Cs) = 9 192 631 770 Hz”. La dimensión de la unidad de hercios es 1 / tiempo (1 / T). Expresado en unidades básicas del SI es 1 / segundo (1 / s). Pueden surgir problemas porque las unidades de medida angular (ciclo o radianes) se omiten en el SI. En inglés, “hertz” también se usa como forma plural.

En inglés, “hertz” también se usa como forma plural. Un hercio simplemente significa “un ciclo por segundo” (típicamente, lo que se cuenta es un ciclo completo); 100 Hz significa “cien ciclos por segundo”, etc. La unidad se puede aplicar a cualquier evento periódico; por ejemplo, se puede decir que un reloj marca a 1 Hz o que un corazón humano late a 1,2 Hz.

Vibración en el aire

El sonido es una onda longitudinal viajera que es una oscilación de presión, esta es la razón para que se forme la espiral de agua. Los seres humanos perciben la frecuencia de las ondas sonoras como tono. Cada nota musical corresponde a una frecuencia particular que se puede medir en hercios.

El oído de un bebé puede percibir frecuencias que oscilan entre 20 Hz y 20 000 Hz; el ser humano adulto promedio puede escuchar sonidos entre 20 Hz y 16,000 Hz. El rango de ultrasonidos, infrasonidos y otras vibraciones físicas, como vibraciones moleculares y atómicas, se extiende desde unos pocos femtohercios hasta el rango de terahercios y más.

Longitud de onda

Las ondas longitudinales son ondas en las que el desplazamiento del medio es en la misma dirección o en la dirección opuesta a la dirección de propagación de la onda. Las ondas mecánicas longitudinales también se denominan ondas compresionales o de compresión, porque producen compresión y enrarecimiento cuando viajan a través de un medio, y ondas de presión, porque producen aumentos y disminuciones de presión. El sonido viaja a través de ondas longitudinales. El sonido viaja a través de ondas transversales en 90 grados. El otro tipo principal de onda es la onda transversal, en la que los desplazamientos del medio son perpendiculares a la dirección de propagación.

Las ondas transversales, por ejemplo, describen algunas ondas sonoras en masa en materiales sólidos (pero no en fluidos); también se denominan “ondas de corte” para diferenciarlas de las ondas de presión (longitudinales) que estos materiales también soportan.

Las ondas longitudinales incluyen ondas sonoras (vibraciones en presión, una partícula de desplazamiento y velocidad de partícula propagada en un medio elástico) y ondas P sísmicas (creadas por terremotos y explosiones).

En ondas longitudinales, el desplazamiento del medio es paralelo a la propagación de la onda. Una onda a lo largo de un juguete Slinky estirado, donde la distancia entre las bobinas aumenta y disminuye, es una buena visualización y contrasta con la onda estacionaria a lo largo de una cuerda de guitarra oscilante que es transversal.